淺析石方管溝爆破施工技術(shù)

孫宏召，齊化冰

（河北華北石油工程建設(shè)有限公司，河北 任丘 062552）

長(zhǎng)輸管道施工中，對(duì)于無法進(jìn)行機(jī)械開挖地段需采用爆破施工。開挖管溝以風(fēng)槍淺眼爆破為主，管溝的側(cè)面輪廓采用光面爆破的方法形成，采用松動(dòng)爆破、光面爆破后，機(jī)械加人工清理成溝，溝底深度加深0.2m。

1 管溝爆破

管溝爆破采用風(fēng)槍淺眼爆破為主，管溝兩側(cè)邊坡輪廓線采用光面爆破技術(shù)，以開挖3m深度管溝為例，其炮孔布置及設(shè)計(jì)參數(shù)如下。

（1）炮孔布置，見圖1，兩側(cè)沿邊坡的鉆孔為光爆孔，中部?jī)膳排诳诪橹髋诳住＃?）炮孔超鉆深度h，按0.1倍的溝槽開挖深度計(jì)算，h=0.3m。（3）炮孔間距、排距，炮孔間距a上部為1.2m，下部為0.6m；炮孔排距b=0.8m。（4）炮孔單孔裝藥量Q，Q=KabL，式中K為單位巖石耗藥量，取K=0.8～1.0kg/m3，可根據(jù)巖石實(shí)際爆破效果進(jìn)行調(diào)整。（5）邊坡光爆孔線裝藥密度q，取q=150～200g/m，可根據(jù)實(shí)際爆破效果進(jìn)行調(diào)整。（6）堵塞長(zhǎng)度L，L≥b。（7）裝藥結(jié)構(gòu)。主炮孔采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，每孔裝兩發(fā)非電毫秒雷管。邊坡光爆孔采用間隔裝藥，可將藥量分成2～3段，中間用堵塞材料間隔堵塞，每個(gè)間隔裝藥段均裝單發(fā)非電毫秒雷管。（8）爆破網(wǎng)路。采用塑料導(dǎo)爆管非電微差爆破網(wǎng)路，同一斷面上，主炮孔要先于光爆孔1～2個(gè)段別起爆，以便為光爆孔創(chuàng)造臨空面，各排炮孔按起爆先后順序從臨空面方向向后依次微差分段起爆，使前排起爆炮孔為后排起爆炮孔創(chuàng)造臨空面，以提高溝槽開挖爆破效果。當(dāng)溝槽開挖深度大于3m時(shí)，可采用分層爆破方法，上層爆破開挖完成后，再進(jìn)行下一層的爆破開挖。

圖1

2 爆破安全驗(yàn)算

2.1 爆破振動(dòng)檢算

根據(jù)被保護(hù)建筑物允許振動(dòng)速度值來控制最大分組藥量。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）的有關(guān)規(guī)定，最大同時(shí)起爆藥量的計(jì)算公式為：

式中，K、α為與地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)；本工程爆破取K=200，α=1.75。

式中，Qmax為分段起爆最大藥量，kg；R為爆破中心至建筑物的距離，m；v為被保護(hù)建筑物的地面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，cm/s

2.2 個(gè)別飛石距離驗(yàn)算

式中，L為爆破飛石距離，m；KA為安全系數(shù)，斜坡地形取1.5；n為爆破作用指數(shù)，松動(dòng)爆破取n=0.75；w為最小抵抗線，m。

3 爆破危害控制

3.1 優(yōu)選爆破參數(shù)

為控制爆破飛石，應(yīng)設(shè)法降低炸藥單耗，認(rèn)真校核最小抵抗線的大小、方向，裝藥量及堵塞長(zhǎng)度等爆破參數(shù)。

3.2 慎重選擇炮孔位置

避免把炮孔布置在軟弱松散夾層，斷層、裂隙、破碎帶部位。

3.3 采用微差爆破

采用微差爆破不僅可以提高巖石破碎度，還可以降低爆破震動(dòng)、空氣沖擊波和噪音。

3.4 采用預(yù)裂爆破或開挖防震溝

采用預(yù)裂爆破或開挖防震溝，可以降低爆源與被保護(hù)建筑物之間的地震波的傳播，達(dá)到減震的目的。

3.5 加強(qiáng)覆蓋和遮擋

在環(huán)境復(fù)雜的地段，如民房、公路、通訊線纜等地段附近爆破時(shí)，要對(duì)爆破部位進(jìn)行覆蓋防護(hù)、遮擋防護(hù)，對(duì)重要目標(biāo)進(jìn)行保護(hù)性防護(hù)等措施。

4 特殊地段的石方開挖方法

（1）與地下管道、光纜或民房等設(shè)施距離小于16m。對(duì)于這些地段若仍采用爆破方法開挖容易對(duì)光纜和民房產(chǎn)生破壞，因此對(duì)近距離的作業(yè)帶和管溝開挖采用破碎劑漲裂法或液壓破碎錘開挖。破碎劑漲裂法鉆孔間距、排距一般取0.2～0.3m，鉆孔應(yīng)布置在巖石整體性好、裂隙較少的巖石上，若巖石有較多的裂隙，則應(yīng)先用風(fēng)鎬清理。

（2）與地下管道、光纜或民房等設(shè)施中等距離16～50m范圍內(nèi)，為了保證爆破對(duì)其周圍設(shè)施的安全，必須控制炸藥單耗，以控制飛石。①采取預(yù)裂爆破進(jìn)行減震，在被保護(hù)的目標(biāo)與震源間形成裂縫，以此來提高震源波傳播阻尼。②預(yù)爆破技術(shù)參數(shù)通常采用不耦合連續(xù)裝藥或分段不連續(xù)裝藥，孔距α為5D～8D，D是孔徑；填塞長(zhǎng)度大于0.4m；裝藥密度q按下式計(jì)算，然后根據(jù)爆破效果適當(dāng)調(diào)整。

式中，σc為巖石抗壓強(qiáng)度；α為孔徑/m。

③采用微差爆破方法，減少爆破振動(dòng)；加密鉆孔，使每孔炸藥較集中于孔底部，以增加堵塞長(zhǎng)度減少飛石。④采取對(duì)爆破部位進(jìn)行覆蓋防護(hù)、遮擋防護(hù)，對(duì)重要目標(biāo)進(jìn)行保護(hù)性防護(hù)等措施，如局部地段用沙袋或鐵板覆蓋。

5 Q/HSE管理措施

5.1 成立爆破組織指揮系統(tǒng)

成立爆破組織指揮系統(tǒng)，設(shè)總指揮、副總指揮各一名，下設(shè)四個(gè)組，施工組、技術(shù)組、安全警戒組、群眾工作組。施工組負(fù)責(zé)施工人員的調(diào)配、施工程序的安排；技術(shù)組負(fù)責(zé)爆破工作的各項(xiàng)技術(shù)工作，如裝藥、堵塞、起爆網(wǎng)路連接、起爆、爆后檢查及瞎炮處理等各項(xiàng)技術(shù)指導(dǎo)工作；安全警戒組的任務(wù)是進(jìn)行爆破作業(yè)過程中的安全警戒，起爆前人員和機(jī)械車輛的清理；群眾工作組負(fù)責(zé)同周圍村莊、單位、居民的聯(lián)系、通知工作，以及應(yīng)急救援和處理工作。

5.2 爆炸物品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用的安全規(guī)定

爆炸物品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用必須嚴(yán)格遵守《爆破安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，爆炸物品必須嚴(yán)格管理，防止丟失，確保安全。

（1）爆破器材的運(yùn)輸。運(yùn)輸爆破器材必須事先向當(dāng)?shù)氐墓簿洲k理《爆炸物品運(yùn)輸證》。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)使用符合安全要求的運(yùn)載工具。性質(zhì)相抵觸的爆破器材不準(zhǔn)同車運(yùn)輸。運(yùn)輸應(yīng)由熟悉爆破器材性能與安全運(yùn)輸規(guī)定的人員負(fù)責(zé)押運(yùn)，無關(guān)人員嚴(yán)禁搭乘。雷雨時(shí)或暴雨時(shí)，停止裝運(yùn)爆破器材。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)控制車速不超過每小時(shí)40km，兩車間距為：平坦路不小于50m，上下坡時(shí)不小于300m。

（2）爆破器材的儲(chǔ)存。炸藥庫(kù)的建立必須滿足要求并征得當(dāng)?shù)毓膊块T的同意，庫(kù)房要符合安全規(guī)定，應(yīng)嚴(yán)格管理，設(shè)專職保管人員。建立出入庫(kù)登記制度和安全制度，爆破材料應(yīng)按其出廠時(shí)間與有效期的先后順序發(fā)放，爆破材料不準(zhǔn)在庫(kù)房?jī)?chǔ)存間拆包。爆破器材應(yīng)按要求堆放、防潮。

5.3 爆破安全警戒

（1）爆破工作開始前，在危險(xiǎn)區(qū)邊界設(shè)置明顯標(biāo)志并設(shè)置崗哨，其位置應(yīng)能監(jiān)視所有通往爆破區(qū)的道路，相鄰崗哨可以通視。爆破警戒時(shí)，在警戒范圍內(nèi)的人員、牲畜、車輛等必須撤離。（2）爆破音響信號(hào)按如下三個(gè)階段進(jìn)行發(fā)布：①爆破前20min預(yù)告信號(hào)；②起爆前1min起爆信號(hào)；③爆破后的解除信號(hào)。（3）每次都必須同時(shí)發(fā)出音響和視覺信號(hào)，使危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的人員都能清楚地聽到或看到。這些信號(hào)應(yīng)事先讓工地與周圍居民了解。（4）大規(guī)模石方爆破開挖管溝前，為了驗(yàn)證技術(shù)方案的正確性，進(jìn)行試爆，根據(jù)試爆結(jié)果調(diào)整技術(shù)參數(shù)。

6 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)輸管道施工中對(duì)于機(jī)械開挖困難，耗時(shí)耗力的山區(qū)、丘陵地段采用爆破技術(shù)松動(dòng)石方再輔以機(jī)械和人工清理成溝，可以大大提高施工效率，保證工期。對(duì)山區(qū)、石方地段管線施工有一定指導(dǎo)意義。